Resolução Estudo Dirigido FIsicoQuimica

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Universidade Federal de Ouro Preto- UFOP 
Instituto de Ciências Exatas e Biológicas -ICEB 
 Departamento de Química - DEQUI 
 
Físico-Química QUI227 
Estudo Dirigido I 
 
Tomás Ramos e Cecília Albuquerque 
 
QUESTÃO 1. Por que o Trabalho reversível é maior do que o irreversível? Justifique? 
R: O trabalho reversível sempre irá produzir mais trabalho que um trabalho 
irreversível, pelo fato de no trabalho reversível, a pressão externa se iguala à pressão 
do gás em cada estágio do processo de expansão do sistema, mesmo quando as 
mudanças de volume são praticamente desprezíveis. 
QUESTÃO 2. Por que a constante dos R dos gases aparece em equações do estado 
líquido? Justifique? 
R: A constante ‘R’ dos gases é muito conhecida na Fisico-Química e principalmente 
na termodinâmica a partir da equação geral dos gases (PV=nRT) e essa constante ‘R’ 
pode expressar uma série de valores dependendo do sistema de unidades utilizada 
na resolução do sistema. Porém, essa constante aparece em diversas outras 
equações em diferentes meios, também em sistemas em estados não-gasosos. Tal 
afirmativa pode ser comprovada quando se analisam as medidas de unidade da 
constante, principalmente a que é analisada em ‘J/K. mol’, que por sua vez significa 
energia/temperatura x constante de Avogadro. Dessa forma, o ‘R’ é uma constante 
que multiplica o número de Avogadro e o resultado dessa operação resulta na 
constante de Boltzman (Kb), que é um número muito importante pois relaciona a 
energia molecular com a temperatura do sistema. Logo, em tese, a constante ‘R’ dos 
gases nada mais é do que a constante de Boltzman dividida pelo número de 
Avogadro; por esse fato o ‘R’ é comum em demais fórmulas de energia, pois este 
está correlacionando a energia das moléculas do sistema analisado. 
 
 
 
 
 
 
QUESTÃO 3. Deduza a equação de Laplace e Poisson 𝑃1𝑉1𝛾	=𝑃2𝑉2𝛾. 
 
 
 
QUESTÃO 4. Disserte sobre a lei zero e a primeira lei da termodinâmica. 
 
R: Termodinâmica é a parte da física que trata do calor e da temperatura, fazendo a 
ponte com a mecânica através da equivalência entre calor e trabalho, cujo fator de 
conversão foi determinado por Joule, em meados do século XIX. A obtenção precisa 
 
desse fator de conversão é um marco fundamental na construção conceitual da 
termodinâmica, reforçando-a enquanto instrumento de interpretação da interação 
entre trabalho e energia. Tanto que as leis nas quais se fundamenta, a partir da 
sistematização feita por Clausius, em torno do ano de 1850, dão-lhe uma 
característica bastante geral e de grande importância na compreensão de fenômenos 
no universo. (NUSSENZVEIG, 1990) . 
 A lei zero da termodinâmica explica, em tese, que dois sistemas em equilíbrio 
térmico com um terceiro sistema estão em equilíbrio térmico entre si. Tal lei explica 
o conceito de temperatura como sendo a propriedade que, sendo igual para dois 
sistemas, indica que estes estão em equilíbrio térmico. Na prática, para saber a 
temperatura (que é igual para os sistemas) dos dois sistemas, não é preciso coloca-
los em contato térmico, é necessário apenas conferir se estes estão em equilíbrio 
térmico com o terceiro corpo, denominado termômetro. 
 Os termômetros, por sua vez, possuem alta importância no cotidiano, pelo 
fato de serem instrumentos confiáveis para aferição do calor de um material, para 
realizar seu cálculo de condutividade térmica; seu mecanismo de funcionamento 
consiste na expansão de um material dentro de um tubo de vidro capilar, que 
converte na temperatura do corpo, gerando o equilíbrio térmico depois de alguns 
instantes. 
 A primeira lei da termodinâmica conceitua que se um sistema troca energia 
com a vizinhança por calor e trabalho, então sua energia interna é dada por: 
ΔU = Q – W 
Tal lei demonstra o princípio de conservação de energia em sistemas 
termodinâmicos. O ‘W’ é a quantidade de energia transferida do sistema em forma 
de trabalho e o ‘Q’ representa a quantidade de energia em forma de calor. Dessa 
forma, se W>0, o sistema produziu uma reação de expansão e perdeu energia para a 
vizinhança, ou seja, o meio. Se W<0, o sistema recebeu energia do meio, logo, ele se 
contraiu; se o calor (Q) é maior que 0, este transferiu calor para o sistema, e se Q<0, 
o contrário ocorreu. 
 Vale ressaltar que o ΔU é uma função de estado, logo, só depende do estado 
inicial e final do sistema, por isso a variação torna-se necessária nessa energia. O 
calor e o trabalho, por sua vez dependem do processo total que ocorreu no sistema 
para aferição dos cálculos de energia de tais. 
 
 
 
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Departamento de Química 
Universidade Federal de Ouro Preto